미니 고로: 소규모 조업을 위한 효율적인 철 생산

미니 고로와 제철

미니 고로(MBF)는 일반적으로 전통적인 대형 고로(BF)의 축소판으로 여겨집니다. 이 로들은 소규모 조업에 이상적으로 적합합니다. 사실 이들은 현대 대형 고로의 선구자로서 더 오랜 기간 운전되어 왔습니다. MBF는 여러 국가에 위치하나 대다수는 중국, 인도, 브라질, 인도네시아에 있습니다. 플랜트 가용성과 이 기술에서 달성된 완성도로 MBF는 인정받은 제철 루트가 되었습니다. 오늘날 현대 대형 로의 표준이 된 설계, 부담, 운전 기술 대부분이 MBF에도 채택되었습니다.

MBF는 도가니형 노바닥을 가진 수직 샤프트 로입니다. 철광석, 환원제 겸 연료인 코크스 또는 숯, 플럭스(보통 석회석 또는 돌로마이트) 부담 재료를 로 상부에서 장입합니다. 로는 역류 반응기 원리로 작동합니다. 부담이 샤프트를 내려가며 로 바닥에서 상승하는 뜨거운 가스에 의해 예열되고 예비 환원됩니다. 가스는 산소 풍부 뜨거운 공기 블라스트를 노즐(튜예르)로 불어넣어 생성됩니다. 뜨거운 블라스트가 환원제 연소시켜 환원 가스와 로 내 환원 공정 필요 열 생산. 환원된 부담 물질 녹아 탄소 포화 용선(HM) 형성, 노바닥으로 하강. 플럭스는 부담 물질 불순물과 결합해 용융 슬래그 생성, 노바닥 용선 위에 축적. 용선과 용융 슬래그 주기적 탭핑.

MBF 중요 특징

MBF는 수직 스택이 도가니형 노바닥 위에 겹쳐진 샤프트형 로입니다. MBF 복합체는 고로 본체, 핫 블라스트 스토브, MBF 상부 및 장입 시스템, 여러 정비 플랫폼, 부담 재료용 다수 빈 보유 스톡 하우스 시스템, 튜예르 플랫폼과 주조장, 슬래그 과립화 시스템, 가스 시스템, 고로 가스 정제 시스템, 원료/연료 공급 시스템, 전력/기타 유틸리티 공급 시스템, 에어 블로워 스테이션, 고로 수순환 시스템 등으로 구성. MBF 배치는 보통 매우 콤팩트하며 용선 생산 지원 시설 대부분 로 본체 바로 근처 설치. 건식 가스 정제 플랜트 갖춘 MBF 대표 공정 흐름도 Fig 1 참조.

Fig 1 건식 가스 정제 플랜트 갖춘 MBF 대표 공정 흐름도

처리 반응기인 로는 철 생산 시스템에서 다음 역할 수행:

• 공급 시스템 통해 준비된 부담 재료 수신
• 송풍 스테이션 에어 블로워 생성, 핫 블라스트 스토브서 가열된 핫 블라스트 수신(보통 산소 풍부)
• 용선과 용융 슬래그 생산 및 공급
• 원시 고로 가스 가스 정제 시스템 공급
• 냉각/유틸리티 시스템 통해 냉각수와 압축 공기 수신
• 전기 시스템 전력 공급
• 명령 및 제어 시스템으로 제어

MBF는 일반적으로 4개 기둥이 RCC 기초 위 직접 6개 플랫폼과 스킵 브리지(스킵 장입 시) 지지하는 독립 프레임 구조. 로 쉘은 보통 다양한 두께 구조용 강판 제작.

중국 MBF 두 기 대표 프로파일 표 1 참조.

현대 MBF에서 반흑연 탄소 블록은 보통 고로 바닥, 주조 탄소 블록은 노바닥에 사용. 양호한 열전도도와 침식 저항성 탄소 블록이 고로 바닥과 노바닥 효과적 보호. 노바닥 내벽은 보통 알루미나 라이닝 세라믹 컵 구조. 탭홀 영역은 코런덤 벽돌, 슬래그 노치 영역은 알루미나 벽돌 사용. 보시, 배리, 부분 스택 영역 보통 알루미나 벽돌 라이닝. 고밀도 내화점토 벽돌 상부 스택 영역 라이닝용. 로 내쉘 보통 알루미나 캐스터블 70mm 두께 분사. 고로 스로트와 탑커버 내라이닝 앵커 용접과 내열/내마모 캐스터블 1층 사용. 로 라이닝 설계 따라 MBF 예상 캠페인 수명 5~10년 이상 범위 변동.

핫 블라스트 온도 상승은 MBF 분말 석탄 주입량 증대와 코크스율 저감 주요 대책. 핫 블라스트 시스템 설계 보통 고로 가스 연료로 1200°C 핫 블라스트 온도 유지 가능하도록. 요즘 MBF는 회전 접선 돔 연소 설계 3기 핫 블라스트 스토브 장착.

튜예르는 버스틀 메인 통해 블로우 파이프로 핫 블라스트 공급. 튜예르와 튜예르 쿨러 함께 설치. 둘 다 구리. MBF 장입 튜예르 수는 MBF 유효 체적 의존, 운전 조건 하 최적 블라스트 속도(보통 210~230 m/s) 설계.

요즘 현대 MBF는 용선과 슬래그 모두 흐르는 1개 탭홀. 스키머 플레이트 작업 플랫폼 위 용선 러너 적절 위치로 분리. 일부 MBF 별도 슬래그 노치로 용융 슬래그 탭핑. 용선 래들 또는 토피도 카 흐름, 용융 슬래그 슬래그 과립화 시스템 이송.

냉각 스테이브 MBF 사용: 바닥과 노바닥 3구간 평면 스테이브, 보시와 배리 존 내화물 삽입 스테이브. 스택 영역 스텝 스테이브로 하부 스택 벽돌 라이닝 효과적 지지, BF 쉘 개구 감소로 MBF 기밀성 증대. 중/하부 스택 보통 페라이트 구상흑연 주철 스테이브. 심리스 강관 스테이브 내주조, 핫면 리브 플레이트. 탄소 재료 홈 램밍. 물 냉각 보통 MBF 바닥용. 튜예르 시스템 전용 수냉 시스템 냉각.

고로 본체 기타 보조 장비: (i) 2단계 스로트 아머, (ii) 스로트 스톡라인 근처 설치 '스로트 적외선 이미지 카메라'로 스로트 영역 부담 분포 감지, (iii) 탑 온도 과고 시 사용 탑 물 분사 냉각 장치.

보통 MBF 스킵 장입 시스템 장착. 일부 MBF 컨베이어 장입 사용. MBF 탑 장입 두 시스템: (i) 분배기 있는 2벨 장입, (ii) 벨레스 탑 시스템. 현대 MBF 벨레스 탑 시스템.

벨레스 탑 경우 보통 두 분배 유형: (i) 링 타입(싱글 링, 멀티 링), (ii) 고정점 타입. 링 타입 분배 시 부담 호퍼 물질 분배 슈트 통해 동심 링(싱글) 또는 다중 동심 링(멀티)으로 로 장입. 싱글 링 분배 시 분배 슈트 지정 틸팅 각도 유지하며 장입. 멀티 링 분배 시 틸팅 각도 장입 중 여러 번 변경 가능. 각도 위치당 1회 또는 다중 원 분배 가능. 고정 타입 분배 시 분배 슈트 지정 틸팅 각도 위치해 지정 지점 물질 분배. 벨레스 탑 장입 장비로 섹터 분배도 가능. 보통 질소 가스 이퀄라이제이션용 사용.

로 내부 장입 높이(스톡 라인) 2개 스톡 로드 제어. 정상 생산 중 스톡 로드 부담 레벨 따라 자동 하강하며 연속 부담 레벨 감지. 스톡 로드 지정 레벨 도달 시 상승. 장입 레벨 제어실 표시.

주조장 보통 직사각형, 강철 지붕 경사 1:12, RCC 기둥. 지붕 설계 환기창 보통 제공. 주조장 유압 작동 머드 건, 유압/공압 작동 탭홀 드릴링 머신 장비. 주조장 보통 백필터 시스템 완전 집진.

MBF 생성 고로 가스 4개 오프테이크, 4개 업테이크, 2개 업테이크 합쳐 1개 다운컴러, 더스트 캐처로. 고로 탑 가스 정상 온도 100~300°C, 최대 400°C. 양쪽 업테이크 로 탑에 1개 블리딩 밸브 장착, 보통 유압 실린더 구동. 더스트 캐처 중력 원리 작동, 고로 가스 조대 분진 제거. 더스트 캐처 고로 가스 습식 정제 시스템(새추레이터, 1/2차 스크러버) 또는 건식 정제 시스템(질소 가스 백블로우 저압 더스트 백필터) 추가 정제.

MBF 운전은 전통 대형 고로와 유사. 부담 재료(철 부담: 소결/펠릿/덩어리광석, 환원제: 숯/BF 코크스, 플럭스: 석회석/돌로마이트) 고로 탑 장입 후 스택 내려가며 노바닥 상승 뜨거운 가스와 샤프트 하부 바로 위 노바닥 튜예르 도입 핫 블라스트에 의해 예열.

가열 공기 탑 장입 BF 코크스 대부분 연소시켜 공정 필요 열 생산, 광석 부담 산소 제거 환원 가스 제공. 환원 철 녹아 노바닥 하단 하강. 플럭스 광석 불순물과 결합 슬래그 생성, 용융돼 노바닥 용선 위 축적. 수시로 탭핑홀 통해 용선과 용융 슬래그 배출.

요즘 MBF 튜예르 레벨 분말 석탄 주입(PCI) 장착. 현대 MBF PCI율 최대 150 kg/tHM. MBF 일반 운전 매개변수 표 2 참조.

MBF 대표 유틸리티 소비 표 3 참조.

MBF 자동화 시스템 일반적으로 강력한 기능, 높은 표준 성능, 높은 신뢰성, 쉬운 확장성, 포괄적 통신 능력, 쉬운 구현 및 분산 구조, 쉬운 조작 특성. 높은 전자파 간섭 내성, 내충격성, 모듈러 처리 용량, 즉각 반영 용량 보유.

전체 MBF 운전 제어/감독 보통 MBF 제어실(작업 플랫폼 근처 위치) 수행. 제어 시스템 보통 감시 스테이션, 메인 PLC, 알람, 인터록, 보호장치 구성. 원자재 취급 제어실에도 원격 스테이션 1개 보통 설치. 시스템 네트워크 연계. 감시 시스템 보통 공정 매개변수 제어, 트렌드 기록, 알람 로깅용. 다수 현장 계기 설치해 모든 공정 매개변수 측정/제어. 중요 측정: (i) 압력 측정, (ii) 온도 측정, (iii) 유량 측정, (iv) 고로 가스 분진 레벨 측정, (v) 스톡 레벨, 슈트 각도, 스로틀 밸브 개도 측정, (vi) 부담 재료 중량 측정 등. 주조장 장비 운전용 제어 캐빈 주조장 내 안전한 장소(운전자 장비 조망 가능)에 위치.

MBF 수냉 시스템 연속 공업용수 필요 영역: (i) 고로 쉘 냉각, (ii) 튜예르/튜예르 쿨러 냉각, (iii) 습식 가스 정제 시 가스 정제 시스템, (iv) 슬래그 과립화, (v) BF 탑 유압 시스템 냉각, (vi) 머드 건/드릴링 머신 유압 시스템 냉각. 모든 물 순환. 비상시 정전 대비 오버헤드 물탱크 보통 설치. 모든 물 시스템 주요 매개변수 제어실 감시 시스템 모니터링.